SU1139837A1 - Испытатель пластов - Google Patents

Abstract

ИСПБ1ТАТЕЛЬ ПЛАСТОВ, включающий корпус с каналом притока, установленный телескопически в корпусе шток с выступом на наружной поверхности, установленные на корпусе фонарь и уплотнительные элементы с фильтром между ними и гидроцилиндрами их приводов, плунжер насоса с клапанами, св занными выполненными в корпусе каналами всасывани  и нагнетани  с полост ми гидроцилиндров приводов, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности работы испытател  в глубоких и сверхглубоких скважинах, в корпусе выполнена заполненна  маслом камера, в которой установлена перепускна  втулка с проточками на наружной поверхности и выступом на внутренней дл  взаимодействи  с выступом штока и сообшени  канала нагнетани  с масл ной камерой через проточку втулки.

Description

00

со оо со Изобретение относитс  к оборудованию дл  испытани  нефтегазоносных пластов, спускаемому на бурильных трубах и работающему без опоры на забой. Известен испытатель пластов, включающий корпус, надувные уплотнительные элементы , запорный механизм. Нагнетание масла во внутренние полости пакеров должно происходить под действием гидростатического давлени , действующего на неуравновещенные порщни 1. Однако на всю систему, погруженную в скважину, действует гидростатическое давление, в том числе и на наружные поверхности эластичных пакерных элементов, площади которых в сотни раз больше разницы между площад ми верхнего и нижнего поршней. Таким образом, дл  того, чтобы произвести раздутие пакерных элементов в скважине необходимо, чтобы разница между площад ми неуравновешенных верхнего и нижнего порщней должна превысить площадь пакерных элементов, а такого соотношени  между площад ми верхнего и нижнего поршней достичь невозможно, так как размеры скважины ограничены. Известен также испытатель пластов, включающий корпус с каналом притока, установленный телескопически в корпусе шток с выступом на наружной поверхности, установленные на корпусе фонарь и уплотнительные элементы фильтром между ними и гидроцилиндрами их приводов, плунжер насоса с клапанами, св занными выполненными в корпусе каналами всасывани  и нагнетани  с полост ми гидроцилиндров приводов 2. Однако с ростом глубин бурени  примен ютс  ут желенные буровые растворы с повышенным содержанием твердой фазы (ут желител ), а использование такого бурового раствора в указанном оборудовании в качестве рабочего агента дл  нагнетани  во внутренние полости гидравлических пакерных элементов привод т к забивке фильтров , провод щих каналов, внутренних полостей пакерных элементов и др., что приводит к выходу из стро  данного, срыву процесса испытани , аварийным ситуаци м в скважине. Цель изобретени  - повышение надежности работы испытател  в глубоких и сверхглубоких скважинах. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в испытателе пластов, включающем корпус с каналом притока, установленный телескопически в корпусе щток с выступом на наружной поверхности, установленные на корпусе фонарь и уплотнительные элементы с фильтром между ними и гидроцилиндрами их приводов, плунжер насоса с клапанами , св занными выполненными в корпусе каналами всасывани  и нагнетани  с полост ми гидроцилиндров приводов, в корпусе выполнена заполненна  маслом и св занна  со всасывающим каналом камера , в которой установлена перепускна  втулка с проточками на наружной поверхности и выступом на внутренней дл  взаимодействи  с выступом штока дл  сообщени  канала нагнетани  с масл ной камерой через проточку втулки. На фиг. 1 изображен предлагаемый испытатель пластов, момент спуска в скважину (разрез); на фиг. 2 - то же, момент открыти  приемного клапана; на фиг. 3 - то же, момент выравнивани  давлени  между пакерами. Испытатель пластов без опоры на забой состоит из корпуса 1, внутри которого расположен насос 2, перепускна  втулка 3 с расточками а и б к внутренним выступом 4, масл на  емкость 5. Емкость 5 снабжена разделительным поршнем 6 и пружиной 7. Дл  поддержани  в емкости 5 давлени  масла, равного затрубному, в нижней части ее выполнен канал 8. На корпусе 1 расположены пакерные элементы 9 и 10, снабженные гидроцилиндрами 11, 12 и пружинами 13 и 14 возврата. Гидроцилиндры 11 и 12 образованы между втулками 15, 16 и корпусом 1. Нижн   часть корпуса 1 жестко св зана с пружинным фонарем 17. Насос 2 состоит из кулачкового механизма 18 плунжера 19, всасывающего клапана 20 и нагнетательного клапана 21. Насос 2 гидравлически соединен с масл ной емкостью 5 с помощью всасывающего канала 22. С гидроцилиндрами 11 и 12 насос 2 соединен с помощью нагнетательного канала 23. Каналы 22 и 23 изолированы друг от друга перепускной втулкой 3 и уплотнительными кольцами 24. Между всасывающим 22 и нагнетательным 23 каналами расположен разгрузочный клапан 25. В верх .ней части насоса 2 расположены две полумуфты 26, 27 и пружина 28. Внутри корпуса 1 размещен телескопический щток 29 с выступом 30 на его наружной поверхности. Внутренн   полость щтока 29 сообщена с фильтром 31, каналом 32 притока и с приемным клапаном 33, расположенным в корпусе 34. Отверстие 35 приемного клапана 33 изолировано от канала 32 притока уплотнительными кольцами 36 СЕ моменты спуска, подъема из скважины ,, закрытие периода испытани ). Дл  передачи вращени  от клонны бурильных труб насосу 2 через корпус 34 приемный клапан 33 выполнен со щлицами 37. С целью незагромождени  чертежа не показана тормозна  камера над приемным клапаном 33.

В корпусе 1 выполнен канал 38, который сообщен с каналом 32 притока и изолирован от масл ной емкости 5 и затрубного пространства уплотнительными кольцами 39.

Давление над верхним пакерным элементом 9 и нижним пакерным элементом 10 (во врем  спуско-подъемных операций и всех периодов испытани ) посто нно выравниваетс  с помощью перепускного канала 40. Дл  регистрации всех изменений давлени  в межпакерном пространстве установлен регистратор 41 давлени .

Испытатель пластов без опоры на забой работает следующим образом.

Испытатель опускают в скважину и устанавливают так, чтобы испытываемый пласт располагалс  между пакерными элементами 9 и 10. Начинают вращать колонну бурильных труб, это вращение через шлицы 37 приемного клапана 33, корпус 34 передаетс  кулачковому механизму 18 насоса 2. При этом нижн   часть корпуса 1 .испытател  пластов фиксируетс  от проворота за счет сцеплени  пружинного фонар  17 со стенками скважины. Вращательное движение кулачкового механизма 18 преобразуетс  в возвратно-поступательное движение плунжера 19 насоса 2. Последовательно открываютс  и закрываютс  всасывающий 20 и нагнетательный 21 клапаны, масло из изолированной емкости 5 по всасывающему 22 и нагнетательному 23 каналам поступает в гидроцилиндры II и 12. Рост давлени  в гидроцилиндрах II и 12 приводит к сжатию пружин 13 и14 и деформации пакерных элементов 9 и 10. После перекрыти  пакерными элементами 9 и 10 ствола скважины в канале 23 нагнетани  начинает резко расти давление. После достижени  давлени  определенной величины открываетс  разгрузочный клапан 25, в результате канал 23 нагнетани  и канал 22 всасывани  сообщаютс  между собой, насос 2 начинает работать вхолостую. Это можно наблюдать на поверхности по уменьшению показаний крут щего момента на манометре . Прекращают вращение бурильного инструмента , нат жкой его провер ют сцепление пакерных элементов 9 и 10 со стенками скважины. Контроль на поверхности осуществл етс  по индикатору веса.

Дл  открыти  приемного клапана 33 осуществл ют разгрузку бурильного инструмента .

При этом срабатывает через определенное врем  тормозна  камера над приемным клапаном 33 (не показана), впускное отверстие 35 сообщаетс  с каналом притока 32. Во внутреннюю полость бурильных труб через фильтр 31, канал притока 32, впускное отверстие 35 начинает поступать жидкость из пласта. Давление между пакерными элементами 9 и 10 резко падает до давлени  столба жидкости, залитого в бурильные трубы перед испытанием. Под перепадом давлени  между гидростатическим и давлением столба жидкости в трубах пакерные элементы 9 и 10 сжимаютс  еще больше. В это врем  полумуфты 26 и 27 соприкасаютс  своими торцовыми поверхност ми , перемещаютс  вниз, сжима  пружину 28; центральный телескопический щток 29 также перемещаетс  на определенную величину хода вниз (ограничение большему перемещению щтока 29 оказывают упирающиес  друг в друга полумуфты 26, 27), при этом перепускна  втулка 3 остаетс  на месте. После выдержки необходимого времени притока закрывают приемный клапан 33 нат жкой бурильного инструмента. Впускное отверстие 35 перекрываетс  уплотнительными кольцами 36. Все узлы испытател  пластов занимают начальное положение. Количество открытых и закрытых периодов можно осуществл ть неограниченное число раз посредством осевых перемещений колонны бурильных труб.

Сн тие пакерных элементов 9 и 10 с места установки их в скважине производитс  следующим образом.

Разгружают бурильный инструмент и одновременно делают проворот инструментом вправо (эту операцию необходимо проводить в короткий период времени, чтобы не допустить срабатывани  тормозной камеры над приемным клапаном 33, а следовательно , его открыти ). При осевом перемещении полумуфты 26 и 27 соприкасаютс  своими торцовыми поверхност ми, сжима  пружину 28 (аналогично как при операции открыти  приемного клапана 33), центральный телескопический шток 29 перемещаетс  на определенную величину хода . Осуществление проворота бурильным инструментом, не снима  нагрузки, приводит к сочленению полумуфты 26 -и 27. На поверхности можно фиксировать это по резкому отклонению стрелки индикатора веса. Сочленение полумуфт 26 и 27 позвол ет телескопическому штоку 29 переместитьс  вниз дополнительно еще на некоторую величину хода, при этом уступ30 штока 29 упираетс  в уступ 9 перепускной втулки 3 и перемещает последнюю вниз. Верхн   расточка а втулки 3 соедин ет нагнетательный канал 23 с каналом 22 и, следовательно, с емкостью 5. Рабоча  жидкость (масло) из гидроцилиндров 11 и 12 перетекает в емкость , в этом ей помогают упругие свойства резины пакерных элементов 9 и 10, а также пружины возврата 13 и 14.

Нижн   расточка б втулки 3 сообщает межпакерное пространство с затрубкым через канал 38, канал 32 притока, фильтр 31. После выдержки необходимого времени происходит выравнивание давлени  между пакерными элементами 9 и 10 с затрубным , а также давлени  в гидроцилиндрах И и 12 с затрубным. Легким расхаживанием испытательное оборудование снимают с места установки и устанавливают против следующего объекта испытани . Вращение колонны бурильных труб приводит перепускную втулку 3 к начальному положению, а затем происходит нагнетание рабочей жидкости из емкости 4 в силовые гидроцилиндры 11 и 12.

Все операции с испытательным оборудованием повтор ютс  как описано.

Экономический эффект от использовани  изобретени  достигаетс  за счет сокращени  числа неудачных работ в сверхглубоких скважинах, при бурении которых примен ютс  буровые растворы с повыщенным содержанием твердой фазы (ут желител ). В предлагаемом испытателе пластов устранено применение буровых растворов в качестве рабочего агента дл  нагнетани  во внутренние полости гидравлических пакерных элементов, а следовательно устранен выход из стро  оборудовани  из-за забивки провод щих каналов, внутренних пакерных элементов.

JJ

Ш

м

3-16

т23

Фи.г.1

1;

Фиг.2

Claims (1)

1. ИСПЫТАТЕЛЬ ПЛАСТОВ, включающий корпус с каналом притока, установленный телескопически в корпусе шток с выступом на наружной поверхности, уста- новленные на корпусе фонарь и уплотнительные элементы с фильтром между ними и гидроцилиндрами их приводов, плунжер насоса с клапанами, связанными выполненными в корпусе каналами всасывания и нагнетания с полостями гидроцилиндров приводов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы испытателя в глубоких и сверхглубоких скважинах, в корпусе выполнена заполненная маслом камера, в которой установлена перепускная втулка с проточками на наружной поверхности и выступом на внутренней для взаимодействия с выступом штока и сообщения канала нагнетания с масляной камерой через проточку втулки.